ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3 ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ ΑΕΡΟΦΩΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ. 1. Εξέδρες για αεροφωτογράφηση

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 3 ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ ΑΕΡΟΦΩΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ 1. Εξέδρες για αεροφωτογράφηση Από τη στιγμή που άνθρωπος ανακάλυψε τη σπουδαιότητα της αεροφωτογραφίας, άρχισε να αναζητά τρόπους και μέσα που θα του επέτρεπαν τη φωτογράφηση της γης από κάποιο ύψος. Έτσι με τη βαθμιαία εξέλιξη της τεχνολογίας, του δόθηκε η δυνατότητα να πάρει αεροφωτογραφίες από διάφορα ύψη όπως ψηλά κτίρια, αερόστατα, ελικόπτερα, αεροπλάνα διαφόρων τύπων και δυνατοτήτων καθώς και δορυφόρους. Το αεροπλάνο είναι ο πιο κοινός και πάρα πολύ χρησιμοποιούμενος τύπος εξέδρων. Η εκλογή ενός αεροπλάνου για αεροφωτογράφηση στηρίζεται στους εξής παράγοντες: α) το μέγιστο ύψος πτήσης το οποίο πρέπει να ξεπερνά το προσδιοριζόμενο για την αεροφωτογράφηση ύψος πτήσης, β) μέγιστη διάρκεια πτήσης το οποίο πρέπει να είναι τουλάχιστον 6 μέχρι 8 ώρες, ώστε να εξασφαλίζεται παραμονή στον αέρα τόση ώστε να επιτρέπει χρησιμοποίηση ολόκληρου του κατάλληλου για φωτογράφηση χρόνου, γ) ορατότητα πιλότου και φωτογράφου η οποία πρέπει να είναι τόση ώστε να επιτρέπει στο πλήρωμα να βλέπει μπροστά, κάτω και προς τις δυο πλευρές του αεροπλάνου, δ) ταχύτητα η οποία πρέπει να φθάνει τα 350 Km την ώρα, ε) μέγιστη δυνατή σταθερότητα και ελάχιστες δονήσεις, στ) κατάλληλη θέση και εσωτερικό χώρο αρκετό ώστε να επιτρέπει την τοποθέτηση της φωτογραφικής μηχανής και των υπόλοιπων εξαρτημάτων ζ) συστήματα απαραίτητα για τον υπολογισμό των παραμέτρων πτήσης, επικοινωνίες, θέρμανση και οξυγόνωση του εσωτερικού χώρου του αεροπλάνου, η) πιλότο και φωτογράφο έμπειρους και εκπαιδευμένους στις αεροφωτογραφήσεις. Τα αεροπλάνα ταξινομούνται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με το μέγιστο αριθμό πτήσης που μπορούν να φθάσουν, δηλαδή: 1) Χαμηλού ύψους πτήσης (περίπου μέχρι m) Στη κατηγορία αυτή υπάγονται όλα τα μονοκινητήρια και ορισμένα από τα δικινητήρια αεροπλάνα, καθώς και τα ελικόπτερα. Τα αεροπλάνα της κατηγορίας αυτής είναι εύχρηστα, ευέλικτα με χαμηλό κόστος χρήσης και χρειάζονται σχετικά μικρό χώρο για προσγείωση και απογείωση. Με αυτά μπορούν να γίνουν αεροφωτογραφήσεις από ύψος μέχρι 200m. Ένα μειονέκτημα που παρουσιάζουν είναι η αστάθεια κατά την πτήση εξαιτίας κυρίως ανέμων, η οποία δυσκολεύει τη διατήρηση της προκαθορισμένης γραμμής πτήσης. Τα ελικόπτερα έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά με τα αεροπλάνα αλλά με ένα παραπάνω μειονέκτημα, τις υπερβολικές δονήσεις.

2 Το μεγαλύτερο ποσοστό φωτογραφικών αποστολών γίνεται με αεροπλάνα της κατηγορίας αυτής. Όλες οι ιδιωτικές επιχειρήσεις και δημόσιες που ασχολούνται με αεροφωτογραφησεις έχουν στον αεροπορικό τους στόλο τέτοια αεροπλάνά. 2) Μεσαίου ύψους πτήσης (περίπου μέχρι m) Τα αεροπλάνα της κατηγορίας αυτής είναι είτε ελικοφόρα είτε με αεροστρόβιλους. Αναπτύσσουν μεγάλη ταχύτητα και διαθέτουν όλα τα απαραίτητα όργανα για πτήσεις στα παραπάνω όψη. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε μεγάλης κλίμακας φωτογραφικές αποστολές. 3) μεγάλου ύψους πτήσης (πάνω από m) Οι περισσότεροι τύποι αεροπλάνων της κατηγορίας αυτής είναι στρατιωτικά, τα οπο είτε έχουν τροποποιηθεί για να γίνουν κατάλληλα για φωτογραφικές αποστολές κι έχουν αποδοθεί σε πολιτική χρήση. Η Ελληνική Αεροπορία σήμερα διαθέτει τέτοιο τύπου αεροπλάνα για να καλυφθούν οι ανάγκες σε αεροφωτογραφήσεις. 2. Στοιχεία φωτογραφικού συστήματος Η αεροφωτογραφία είναι προϊόν ενός οργάνου ακρίβειας το οποίο λέγεται αεροφωτογραφική μηχανή. Τα κύρια μέρη μιας αεροφωτογραφικής μηχανής είναι: α) το σώμα της μηχανής β) ο φακός ή το σύστημα φακών γ) το διάφραγμα δ) ο φωτοφράκτης ε) το φίλτρο στ) ο μηχανισμός κίνησης του φιλμ 0 η θήκη του φιλμ η) το εστιακό επίπεδο. 2.1 Φακοί, εστιακοί απόσταση φακών Έργο των φακών της αεροφωτογραφικής μηχανής είναι η συλλογή των φωτεινών ακτίνων από ένα άπειρο αριθμό σημείων των διαφόρων αντικειμένων της επιφάνειας της γης και η εστίαση τους στο εστιακό επίπεδο αυτής, έτσι ώστε να δημιουργείται καλής ποιότητας αεροφωτογραφίας. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι μια καλής ποιότητας αεροφωτογραφία, με δεδομένο τις καλές καιρικές συνθήκες κατά τη διάρκεια της λήψης, εξαρτάται όχι μόνο από τους φακούς της μηχανής, αλλά και από τον τύπο του φιλμ που χρησιμοποιείται καθώς και από τις διαδικασίες εμφάνισης και εκτύπωσης των αεροφωτογραφιών. Ένα άλλο χαρακτηριστικό των φακών είναι η διακριτική ή η διαχωριστική τους ικανότητα. Αυτή ορίζεται ως η ικανότητα των φακών να δείχνουν ενός αντικειμένου. Το επίπεδο πάνω στο οποίο

3 τοποθετείται το φιλμ και σχηματίζεται το είδωλο του αντικειμένου λέγεται εστιακό επίπεδο, η δε απόσταση του από το κέντρο του φακού λέγεται εστιακή απόσταση. Φακοί με μεγάλη εστιακή απόσταση δημιουργούν αεροφωτογραφίες μεγάλης κλίμακας, δηλαδή αεροφωτογραφίες των οποίων τα διάφορα αντικείμενα είναι μεγαλύτερου μεγέθους και διακρίνονται περισσότερες λεπτομέρειες, αλλά καλύπτουν μικρότερη επιφάνεια εδάφους και αντίστροφα. Η απόφαση για την χρησιμοποίηση φακού συγκεκριμένης εστιακής απόστασης στηρίζεται σε πολλούς παράγοντες. Αυτή είναι: α) ο τύπος του αεροπλάνου, β) ο σκοπός της αεροφωτογράφησης, γ) η κατάσταση του ανάγλυφου της περιοχής ενδιαφέροντος, δ) το κόστος αεροφωτογράφησης, εμφάνισης, αναπαραγωγής και ανάλυσης των αεροφωτογραφιών. 2.3 Διάφραγμα, Φωτοφράκτης Η ποσότητα του φωτός η οποία επιτρέπεται να περάσει μέσα από τους φακούς της αεροφωτογραφικής μηχανής ελέγχεται και ρυθμίζεται από το διάφραγμα και το φωτοφράκτη. Το διάφραγμα τοποθετείται μεταξύ των φακών της φωτογραφικής μηχανής για να εμποδίσει τις ακραίες ακτίνες και να επιτρέψει μόνο το πέρασμα των κεντρικών. Ο φωτοφράκτης, ο οποίος τοποθετείται μεταξύ των φακών και κοντά στο διάφραγμα, ρυθμίζει το χρονικό διάστημα κατά το οποίο θα επιτραπεί το πέρασμα των ακτίνων του φωτός, (χρόνος έκθεσης). Το χρονικό διάστημα εξαρτάται από την ένταση του εξωτερικού φωτισμού, την ταχύτητα του φιλμ, τις ιδιότητες του φίλτρου, την ταχύτητα πτήσης του αεροπλάνου σε σχέση με το έδαφος και τη σταθερότητα της πτήσης. Το σχετικό άνοιγμα του φακού προσδιορίζεται από την αναλογία μεταξύ της εστιακής απόστασης του φακού και της διαμέτρου του ανοίγματος του διαφράγματος. Η αναλογία αυτή ονομάζεται F/τιμή ή αριθμός έκθεσης. Ρ/τιμή= f/d Όπου: f = η εστιακή απόσταση φακού d = η διάμετρος του διαφράγματος 2.4 Φιλμς Τα τελευταία χρόνια έχουν δημιουργηθεί από πολλούς κατασκευαστές διάφοροι τύποι φιλμς. Όλα ταξινομούνται σε δύο μεγάλες κατηγορίες τα ασπρόμαυρα και τα έγχρωμα. 1) Ασπρόμαυρα φιλμς Τα ασπρόμαυρα φιλμς διακρίνονται σε τρεις κατηγόριες τα ορθοχρωματικά, τα πανχρωματικά και τα ασπρόμαυρα.

4 Το πανχρωματικο φιλμ είναι αυτό που χρησιμοποιείται περισσότερο κατά τις αεροφωτογραφήσεις. Αυτό οφείλετε στην ευκολία απόκτησης του φιλμ, στην απλοποιημένη διαδικασία εμφάνισης του καθώς και στο χαμηλό κόστος αγοράς. Στις πανχρωματικές αεροφωτογραφίες τα αντικείμενα αποδίδονται με διαφορετικές αποχρώσεις του γκρι. Σε αυτές είναι δυνατόν να διακριθούν αντικείμενα που έχουν στην πραγματικότητα διαφορετικά χρώματα. Το ασπρόμαυρο υπέρυθρο φιλμ δημιουργεί ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες των οποίων οι διαβαθμίσεις του γκρι ορισμένων αντικειμένων είναι διαφορετικές από ότι στις πανχρωματικές αεροφωτογραφίες. 2) Έγχρωμα φιλμς Αν και το πανχρωματικο φιλμ ήταν και είναι αυτό που χρησιμοποιείται περισσότερο στις αεροφωτογραφήσεις, παρόλο αυτά μειονεκτεί γιατί δεν αποδίδει τα αντικείμενα με τα πραγματικά τους χρώματα. Αντίθετα η έγχρωμη αεροφωτογραφία με την πρόσθεση του χρώματος περιορίζει πολύ το πρόβλημα καθώς είναι δυνατόν να συλλεχθούν περισσότερες πληροφορίες. Αυτό γίνεται για δυο λόγους: α) γιατί τα διάφορα χρώματα είναι στενά συνδεδεμένα με ορισμένα αντικείμενα όπως π.χ. το πράσινο με το δάσος, το μπλε με το νερό, το άσπρο μες το χιόνι β) γιατί το ανθρώπινο μάτι μπορεί να διακρίνει περίπου 200 χρωματικές αποχρώσεις και μόνο 20 αποχρώσεις του γκρι. Τα έγχρωμα φιλμς διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, τα έγχρωμα και τα έγχρωμα υπέρυθρα. Τα κλασσικά έγχρωμα φιλμς διακρίνονται επίσης σε έγχρωμα θετικά φιλμς και έγχρωμα αρνητικά φιλμς. Στα πρώτα παράγεται απ'ευθείας έγχρωμη διαφάνεια (π.χ. Slides), ενώ στα δεύτερα πρώτα παράγεται το αρνητικό και μετά οι έγχρωμες αεροφωτογραφίες. Οι έγχρωμες αεροφωτογραφίες προσφέρουν στο φωτοερμηνευτή πολλές παραμέτρους φωτοερμηνείας: α) την απόχρωση β) την ένταση η οποία ορίζεται ως η σχετική λαμπρότητα του χρώματος γ) την καθαρότητα του χρώματος η οποία εξαρτάται από την υπάρχουσα ποσότητα λευκού χρώματος. Η έγχρωμη υπέρυθρη αεροφωτογραφία ξεκίνησε από την ανάγκη ενός φιλμ κατάλληλου για τον εντοπισμό καμουφλαρισμένων στόχων στρατιωτικής σπουδαιότητας. Χαρακτηριστικό του φιλμ είναι ότι τα αντικείμενα έχουν διαφορετικά χρώματα από την πραγματικότητα και για αυτό λέγεται ψευδόεχρωμο φιλμ. 2.5 Φίλτρα Ένα από τα μέρη του φωτογραφικού συστήματος είναι τα φίλτρα. Είναι διαφανή υλικά ( από γυαλί ή ζελατίνα ) τα οποία τοποθετούνται μπροστά από τους φακούς της φωτογραφικής μηχανής. Τα φίλτρα έχουν την ιδιότητα να απορροφούν, περιορίζουν καινά ανακλούν εκλεκτικά μέρος της υπεριώδους και ορατής ακτινοβολίας που φθάνει σε αυτά από ένα αντικείμενο και να επιτρέπουν το πέρασμα και την καταγραφή από το φωτογραφικό φιλμ ορισμένων μόνο τμημάτων αυτής. Επομένως το είδος των πληροφοριών που καταγράφεται στο φιλμ εξαρτάται από τον τύπο του φίλτρου που χρησιμοποιείται.

5 Ο πιο συνηθισμένος τύπος φίλτρων που χρησιμοποιείται κατά τις αεροφωτογραφήσεις είναι τα φίλτρα απορρόφησης. Άλλοι τύποι φίλτρων είναι οι παρακάτω: Τα αντισταθμιστικά φίλτρα τα οποία ρυθμίζουν την ποσότητα του φωτός που φθάνει στο φιλμ. Τα διορθωτικά φίλτρα χρώματος διορθώνουν τη χρωματική ισορροπία του φιλμ και τα πολωτικά φίλτρα που χρησιμοποιούνται για τη μείωση της ανάκλασης από υδάτινες επιφάνειες. 2.6 Αεροφωτογραφικές μηχανές Σε σχέση με τις απλές φωτογραφικές μηχανές οι αεροφωτογραφικές μηχανές παρουσιάζουν: α) υψηλή ποιότητα φακών β) χώρο για μεγάλη ποσότητα φιλμ γ) μεγάλη συχνότητα μετακίνησης του φιλμ δ) καλή λειτουργία κάτω από δυσμενείς συνθήκες ε) ελαχιστοποίηση των δονήσεων του αεροπλάνου Οι αεροφωτογραφικές μηχανές διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες: 1) Ενός σύνθετου φακού (σύστημα φακών) 2) Πολλαπλών σύνθετων φακών 3) Πανοραμικές 4) Συνεχούς λήψης